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新型煤化工:把煤炭轉(zhuǎn)化成高效清潔的化工原料
發(fā)布時間:2010-11-16 來源:經(jīng)濟日報

圖為內(nèi)蒙古包頭神華煤制烯烴示范項目生產(chǎn)裝置。新華社記者 李云平攝

近日,工程技術(shù)人員在內(nèi)蒙古包頭神華煤制烯烴示范工程基地指揮中心。新華社記者劉彬攝

編者按 隨著我國國民經(jīng)濟的持續(xù)快速增長,對燃料和石油化工品的需求也不斷增長,通過新型煤化工獲得石油替代品,成為了解決油氣資源不足、實現(xiàn)能源供應(yīng)安全的重要途徑。專家認為,以煤為原料生產(chǎn)可替代石油的化工產(chǎn)品,發(fā)展新型煤炭———能源———化工一體化產(chǎn)業(yè)將在我國能源的可持續(xù)利用中發(fā)揮重要作用,是今后二十年的重要發(fā)展方向。這項技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化對延長煤炭產(chǎn)業(yè)鏈,提高煤炭生產(chǎn)地區(qū)的新型產(chǎn)業(yè)建設(shè)具有重要意義。

開創(chuàng)煤基能源化工新途徑

這個全球最大的煤制烯烴項目的試車成功,開創(chuàng)了煤基能源化工新途徑,對我國石油化工原料替代,抓住世界能源化工新的發(fā)展機遇具有重要意義。

8月8日,神華集團投資建設(shè)的煤制烯烴示范工程核心裝置甲醇制烯烴裝置一次投料試車成功,生產(chǎn)出乙烯和丙烯,打通了工藝流程。

“這是我國‘十一五’期間核準(zhǔn)的惟一一個煤制烯烴項目,工程的試車成功,開創(chuàng)了煤基能源化工新途徑,對我國石油化工原料替代,抓住世界能源化工新的發(fā)展機遇具有重要意義?!眹夷茉淳志珠L張國寶就此表示。

該項目是全球首套以煤為原料生產(chǎn)聚烯烴的項目,核心技術(shù)采用了具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的甲醇制烯烴工藝和催化劑,通過煤氣化制合成氣,凈化合成氣制甲醇,甲醇轉(zhuǎn)化制烯烴,烯烴聚合工藝路線生產(chǎn)聚烯烴。項目包括年產(chǎn)180萬噸煤基甲醇聯(lián)合化工裝置,年產(chǎn)60萬噸甲醇基聚烯烴聯(lián)合石化裝置,以及配套工程等46套裝置、單元。

“近年來,隨著石油資源的日益緊張和石油價格的不斷上漲,以石油替代產(chǎn)品為主的新型煤化工逐漸起步,主要包括煤制油、甲醇、二甲醚、烯烴等,這些均屬于煤炭資源的深層次開發(fā)利用。煤制烯烴是一項生產(chǎn)烯烴的新工藝,也是在煤炭清潔高效利用中,世界公認較有發(fā)展前景的方向?!鄙袢A煤制油化工研究院副院長杜銘華表示。

該工程生產(chǎn)的產(chǎn)品聚烯烴是烯烴的聚合物。由于容易加工成型,綜合性能優(yōu)良,是應(yīng)用相當(dāng)廣泛的高分子材料。目前,烯烴產(chǎn)品傳統(tǒng)上各國普遍通過石油裂解制取。

煤制烯烴流程包括煤的氣化、合成氣凈化、甲醇合成、甲醇制烯烴及烯烴聚合生產(chǎn)烯烴衍生物五個關(guān)鍵環(huán)節(jié),除了甲醇制烯烴環(huán)節(jié)外,其他工藝都已經(jīng)十分成熟,并有多年的規(guī)?;a(chǎn)經(jīng)驗。

“該項目在甲醇制烯烴這個關(guān)鍵環(huán)節(jié)實現(xiàn)了重大突破,采用了具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的甲醇制烯烴工藝和催化劑,實現(xiàn)了將甲醇轉(zhuǎn)化為低碳烯烴這個重要的石油化工基本原料的產(chǎn)業(yè)化示范。”中國神華煤制油化工有限公司黨委書記林長平表示。

據(jù)了解,以前全球煤基甲醇制烯烴技術(shù)主要由幾家大的國外企業(yè)所壟斷,我國在低碳烯烴的技術(shù)開發(fā)方面已有30多年的歷史,但煤制烯烴工藝一直處于研究探索階段。為開辟一條以煤為原料生產(chǎn)烯烴的新型煤化工技術(shù)路線,間接實現(xiàn)石油替代的能源安全戰(zhàn)略,2004年3月,神華集團開始進行煤制烯烴項目的前期準(zhǔn)備工作,2006年12月獲得國家發(fā)改委核準(zhǔn),項目建設(shè)正式啟動。

2009年,國務(wù)院通過的《石化產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》強調(diào):“原則上不再安排新的煤化工試點項目,重點抓好現(xiàn)有煤制油、煤制烯烴、煤制二甲醚、煤制甲烷氣、煤制乙二醇等5類示范工程,探索煤炭高效清潔轉(zhuǎn)化和石化原料多元化發(fā)展的新途徑?!鄙袢A包頭煤制烯烴示范工程成為國家確定的5個新型煤化工示范工程之一。

煤制烯烴產(chǎn)業(yè)化意義重大

烯烴的巨大需求量,石油資源的緊張和價格的高漲,再加上我國煤炭資源儲量豐富和與石油相比的價格優(yōu)勢,使煤制烯烴項目具有較強市場競爭力。

我國的能源結(jié)構(gòu)特點是富煤少油貧氣,在化石能源總量中,煤炭占95.6%,石油占3.2%,天然氣占1.2%?!霸谖覈?,無論是通過石油還是通過天然氣制成化工品,都必然受到石油和天然氣資源的制約,不利于實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展?!敝袊袢A煤制油化工有限公司包頭煤化工分公司總經(jīng)理朱平表示。

國家統(tǒng)計局公布的數(shù)據(jù)顯示,今年一季度,我國原油對外進口依存度達到53.77%。這些數(shù)據(jù)表明我國的石油資源供應(yīng)面臨巨大壓力,用煤炭替代石油制成油品和化工品成為解決能源問題的新途徑。

一位從事化工貿(mào)易的人算過這樣一筆賬,“以神華煤制烯烴項目為例,5.5噸煤可以生產(chǎn)1噸聚烯烴產(chǎn)品,在煤礦坑口附近建設(shè)煤制烯烴工廠,1噸煤的價格可以控制在500元以內(nèi),而目前國內(nèi)聚烯烴產(chǎn)品的市場價格在1萬元/噸上下,按保守價格7000元/噸計算,發(fā)展煤制烯烴項目可以實現(xiàn)較大增值?!?/font>

烯烴的巨大需求量,石油資源的緊張和價格的高漲,再加上我國煤炭資源儲量豐富和與石油相比的價格優(yōu)勢,使煤制烯烴項目具有較強市場競爭力。有專家表示,只要石油價格保持在60美元/桶以上,煤制烯烴項目便有可觀的經(jīng)濟效益。

新型煤化工的發(fā)展還可以帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。“就企業(yè)自身來說,積極開發(fā)煤基能源化工產(chǎn)業(yè),能夠延長產(chǎn)業(yè)鏈條,促進產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級和結(jié)構(gòu)調(diào)整?!绷珠L平表示。

此外,我國煤炭資源多數(shù)分布在西部地區(qū),新型煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將帶動區(qū)域經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展,促進當(dāng)?shù)鼐蜆I(yè)。

新型煤化工未來前景廣闊

新型煤化工以生產(chǎn)潔凈能源和可替代石油化工產(chǎn)品為主,它與能源和化工技術(shù)有機結(jié)合,形成了煤炭————能源———化工一體化的新興產(chǎn)業(yè)。

“對于我國來說,未來我國富煤少油貧氣的能源狀況不會變,世界范圍內(nèi)石油資源的競爭越來越緊張的狀況不會變,而隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展,化工產(chǎn)品的需求不斷增長的狀況也不會變,因此,以‘煤’代‘油’生產(chǎn)化工產(chǎn)品,發(fā)展新型煤化工是緩解需求和原材料供給雙重壓力的一個有效途徑?!倍陪懭A表示。

中國石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會發(fā)布的一個報告顯示,“十二五”和“十三五”期間我國乙烯產(chǎn)能增速將分別達到4.9%和5.6%,盡管如此,乙烯仍無法滿足下游市場的需求,2010年和2020年的自給率預(yù)計僅有56.4%和62.1%。

在發(fā)展前景廣闊的預(yù)期下,我國三大石油公司也紛紛涉足新型煤化工領(lǐng)域,煤制烯烴、煤層氣、煤制油、煤制天然氣等項目紛紛在三大公司落地。石油和化學(xué)工業(yè)規(guī)劃院副總工程師劉志光曾表示,“目前國內(nèi)的資源,就一次能源來看,只有煤炭尚未得到深層次開發(fā),對于石油企業(yè)來說誰先搶占機會,誰就越有利?!?/font>

目前關(guān)于新型煤化工的發(fā)展仍存在一些制約因素。從煤炭和石油的元素組成來看,煤的氫/碳原子比在0.2至1.0之間,而石油的氫/碳原子比達1.6至2.0,以煤替代石油生產(chǎn)化工產(chǎn)品的過程一般都伴隨著氫/碳比的調(diào)整,從而排放二氧化碳。在當(dāng)前二氧化碳減排呼聲日益提高的形勢下,發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)將面臨二氧化碳減排的壓力。

杜銘華表示,煤制烯烴項目中產(chǎn)生的二氧化碳一半以上都是高濃度的,很多甚至達到了可以直接儲存利用的濃度,關(guān)鍵是如何把二氧化碳儲存起來。目前,神華集團已于今年6月正式啟動了10萬噸的二氧化碳捕集及封存示范項目,如果示范項目獲得成功,神華集團將進一步擴大二氧化碳捕集及封存的規(guī)模和能力。

至于人們關(guān)注的另一個問題,就是水資源的消耗問題,杜銘華表示,在整個工藝中消耗比較多的主要是冷卻水,目前神華集團正在考慮發(fā)展空氣冷卻技術(shù),這樣可以使用水量大大減少,甚至能節(jié)省一半以上,為減少新鮮水的使用,項目工程中還會將含鹽濃度高的水脫鹽后回收再利用。( 記者黃曉芳 實習(xí)生徐靜)

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